Согласование электрической линии связи

Чтобы сохранить форму сигналов в кабеле (исключить отражения) применяют концевые согласователи – терминаторы. Нужно также произвести заземление кабеля в одной точке для предотвращения образования выравнивающего тока.

Волоконно-оптический кабель

Используется, в основном, тонкое (10 мкм) оптоволокно с длиной световой волны 0,85 мкм или 1,2 мкм. Скорость передачи достигает 3 Гбит/с. Длина – десятки километров. Кроме скорости имеются и такие преимущества, как высокая помехозащищенность и секретность (отсутствие излучения). Недостатками же являются малая механическая прочность и высокая сложность монтажа.

Радиоканал

Преимущества данной среды:

· Большие расстояния до объекта (до сотен км.);

· Высокие скорости передачи (до десятков Мбит/с);

· Простота смены расположения объектов;

· Не требуется кабель.

К недостаткам же относятся:

· Высокая стоимость аппаратуры;

· Низкая помехозащищенность и секретность передачи.

Инфракрасный канал

Преимущества этой среды:

· Не требуется кабель;

· Отсутствие чувствительности к электромагнитным помехам

Данная среда, однако, обладает такими недостатками, как:

· Высокая стоимость передатчиков и приемников;

· Невысокие скорости передачи (до 5 Мбит/с);

· Не обеспечивается секретность передачи.

Этот способ удобен для связи компьютеров в одной комнате. Наиболее естественный тип топологии при этом – "шина".

Методы кодирования информации

Чаще всего в ЛВС применяют 4 кода: NRZ, RZ, Манчестер II и 4В/5В.

Код NRZ

Этот код предъявляет минимальные требования к пропускной способности линии связи. Наиболее частое изменение сигнала в линии будет при непрерывном чередовании ...01010101... Если скорость передачи составляет 10 Мбит/с (т.е. длительность одного бита 100 нс), частота изменения сигнала и, соответственно, требуемая пропускная способность линии связи составит 5 Мгц (период равен двум битам информации).

Самый большой недостаток кода – это отсутствие синхросигнала позволяющего приемнику согласовать свою работу с передатчиком. При длине блока в 1 – 2 Кбайта не помогает и кварцевый генератор.

Код NRZ нашел применение только для передачи коротких пакетов (до 1 Кбайта). Для синхронизации обычно вводится служебный стартовый бит. Самое известное применение кода – это последовательный порт ПК RS-232C (передача ведется байтами со стартовым и стоповым битами).

Код RZ (Return to Zero) представляет собой трехуровневый код

В первой половине битового интервала передается значащий уровень, а затем во второй половине – сигнал принимает нулевой уровень. Таким образом, особенностью кода является наличие перехода сигнала в каждом битовом интервале, что позволяет выделить строб (синхросигнал). Такой код определяется как самосинхронизирующийся. Не происходит потери синхронизации даже при больших длинах пакетов.

К недостатку этого кода относится необходимость вдвое большей полосы пропускания линии, чем для кода NRZ. Для скорости 10 Мбит/с требуется полоса в 10 Мгц.

Чаще всего этот код применяется в оптоволоконных сетях. Там используется следующая интерпретация: уровень 1 – «сильный свет», уровень 0 – «слабый свет», а уровень -1 – «отсутствие света». При таком кодировании даже при отсутствии передачи в канале есть свет, что указывает на его работоспособность.

Код Манчестер II

Этот код получил очень широкое распространение в ЛВС. Является самосинхронизирующимся кодом, Логическому нулю соответствует переход от «0» к «1» в середине битового интервала, а логической единице – такой же переход от «1» к «0». Наличие перехода позволяет легко выделить синхросигнал. Код требует пропускной способности в линии 10 Мгц при скорости передачи 10 Мбит/с (аналогично коду RZ).

Положительные особенности данного кода:

· Отсутствие постоянной составляющей в сигнале. Это позволяет применять для гальванической развязки импульсные трансформаторы;

· Легко детектировать занятость линии – достаточно контролировать, есть ли изменение сигнала в течение битового интервала.

Код4В/5В

Используется в оптоволоконной сети FDDI. Каждые 4 последовательных бита информации заменяются на 5-битовую комбинацию, которая выбрана таким образом, чтобы в коде можно было обязательно выделить синхросигнал. Символы синхронизации, следовательно, можно выделить в 5 раз реже, чем в кодах RZ и Манчестер II, но зато требуемая в линии полоса пропускания только на 25% больше, чем для кода NRZ. Таким образом, для скорости 100 Мбит/с требуется полоса пропускания 62,5 Мгц.